MAGNéTON

-magnéton

Un magnéton est un moment électrocinétique, quand il s'agit de particules

Synonyme: moment magnétique angulaire ou moment magnétique intrinsèque

ou moment magnétique de spin 

Mais ce n'est absolument pas un moment dipolaire ampèrien (qui lui, n'est pas angulaire, ayant

comme dimension = L².I)

Equation aux dimensions du magnéton  : L².I.A -1   Symbole : μ '    

Unité d'usage : l'électronvolt par Tesla-stéradian, qui vaut 1,602.10-19 J/T-sr

Une particule non chargée électriquement a un moment cinétique, car elle est en rotation

Quand elle est chargée, elle a un moment cinétique + un nouveau moment dû à la rotation de la charge

qu'elle porte et qu'on nomme magnéton

Le magnéton est donc l’équivalent (en électromagnétisme) du moment cinétique (en mécanique)

 

DEFINITION du MAGNETON

μ' = E / H’ = E.Ω / B

avecμ'(J/T-sr)= magnéton d’une particule dont la magnétisation est H’(T-sr)

E(J)= son énergie potentielle

B(T)= champ d’induction magnétique

Ω(sr)= angle solide dans lequel se déroule le phénomène (égal à 4pisr seulement si tout l’espace est

concerné et si l’on est dans le système d’unités S.I.+)

Le magnéton est aussi le moment d'un

FLUX d'excitation magnétique(B') >>> μ' = l.B'

 

RELATION ELECTRO-MECANIQUE

μ' = Q.Mci / 2m

où μ'(J/T-sr)= magnéton d’une particule de charge Q(C) et de masse m(kg)

Mci(J-s/sr)= moment cinétique intrinsèque de la particule

En physique quantique, les grandeurs pour la formule ci-dessus ont des valeurs déterminées et alors la

formule s'écrit : μ' = e./ 2m

(car est devenue la charge unitaire soit e = 1,602.10-19Coulomb, Ma  est devenu le moment cinétique

quantifié, dit "constante de Planck réduite", valant  1,054.10-34J-s/rad  et m(kg) est restée la masse de la

particule)

-relation gyromagnétique

La formule ci-dessus implique la liaison entre la gravitation et l'électromagnétisme sous la forme

Q / m   qui est le rapport gyromagnétique

Donc on peut écrire

μ' = Mci.γ'   avec  γ'(C/kg)= rapport gyromagnétique

 

COUPLAGE

Quand une particule est complexe (composite), il y a des infra-particules qui tournent autour d'un noyau

central  (lui-même rotatif) et le moment cinétique qu'il faut envisager devient global, suite au nécessaire

groupage (couplage) entre les divers éléments particulaires

Il en est de même pour le magnéton : on donne alors au magnéton intrinsèque le nom de «magnéton

de Bohr» et au magnéton de couplage le nom de «magnéton global» 

Le magnéton de Bohr est le quantum des magnétons

μ' = Mαé      où Mg(A-m²)= moment magnétique total de la particule

et αé la constante de couplage

 

VALEURS PARTICULIÈRES DE MAGNÉTONS

Pour l'électron, portant la plus petite charge (charge élémentaire) le magnéton théorique μ'dit magnéton de Bohr, sert de référence et vaut :

[e./ 2mé] soit  μ'9,2740154.10-24J/T-sr  (ou 5,788 .10-17eV / T-sr)

Mais le magnéton réel mesuré de l'électron  est = 1,00115965 fois μ'B

Les magnétons varient en fonction du rapport (/ m)donc à charge égale, la plus grosse particule a le

plus petit magnéton

-le magnéton théorique d’un nucléon (particule qui a plusieurs constituants) a donc un magnéton global

(μ'N) dit "magnéton nucléaire" qui vaut 5,051.10-27  J/T-sr  (ou 3,152.10-20 eV / T-sr)

-le magnéton réel d'un proton (qui est un cas de nucléon) est cependant plus petit, car influencé par les

précessions: c'est   μ'p= 2,7928473.μ'N    soit 1,410.10-26 J/T-sr

-le magnéton du neutron est   μ'= -9,645.10-27 J/T-sr

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